EP2163278A1 - Heizpatrone zum Erhitzen von Atemluft in einem Trainingsatemgerät - Google Patents

Heizpatrone zum Erhitzen von Atemluft in einem Trainingsatemgerät Download PDF

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EP2163278A1
EP2163278A1 EP09169530A EP09169530A EP2163278A1 EP 2163278 A1 EP2163278 A1 EP 2163278A1 EP 09169530 A EP09169530 A EP 09169530A EP 09169530 A EP09169530 A EP 09169530A EP 2163278 A1 EP2163278 A1 EP 2163278A1
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heating
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training breathing
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Karl-Heinz Feldner
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MSA Europe GmbH
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MSA Auer GmbH
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    • A62LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62BDEVICES, APPARATUS OR METHODS FOR LIFE-SAVING
    • A62B9/00Component parts for respiratory or breathing apparatus
    • A62B9/003Means for influencing the temperature or humidity of the breathing gas
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A62LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62BDEVICES, APPARATUS OR METHODS FOR LIFE-SAVING
    • A62B99/00Subject matter not provided for in other groups of this subclass

Definitions

  • FSRs filter self-rescues
  • Oxygenating devices that provide oxygen to the wearer independently of outside air in a closed system based on its exhaled air are self-sustaining filter scavengers. Accordingly, the wearer often breathes outside air having a high temperature, such as in the event of a fire ,
  • the DE 35 45 439 A1 uses for the filter self-simulator to generate warm air only a container of soda lime [mixture of sodium hydroxide (NaOH) and calcium hydroxide (Ca (OH) 2 )], with which the exhaled CO 2 and / or moisture reacts.
  • a predominantly an additional drying layer imppregnated activated carbon
  • a comparable technical solution, also involving soda lime, is the subject of GB 2011792 A ,
  • the disadvantage here is the complicated, since multi-layered structure. Furthermore, larger amounts of chemicals are required (1x 100g and 1x 50g) and the temperatures generated are relatively low. There are high demands on the particle size distribution of the chemicals because of the respiratory resistance to be achieved / maintained.
  • the object of the invention was therefore to provide a heating cartridge for a filter self-rescuer, which allows the training of breathing in hot outside air using a heat-generating material, which avoids the disadvantages mentioned above, as well as the provision of a corresponding method for heating respiratory air, which Overcomes disadvantages.
  • the object is achieved by a heating cartridge for heating respiratory air in a training breathing apparatus according to claim 1 and by a method according to claim 2. Further preferred embodiments emerge from the subclaims.
  • the object is achieved by a heating cartridge for heating respiratory air in a training breathing apparatus, wherein the heating cartridge comprises air treatment chambers and at least in an inner air treatment chamber is a heat-generating material which is substantially granular potassium peroxide (KO 2 ).
  • substantially granular potassium peroxide (KO 2 ) means that no further substances such as other water-binding or reactive substances are added to KO 2 .
  • Small amounts of impurities, such as impurities containing less than 1% by weight, which do not substantially contribute to the reaction, can be included. In the optimal case, only pure KO 2 is included.
  • the exhaled air exits the device directly via the exhalation valve.
  • Inhaled outside air which is heated when passing through the heating element according to the invention. Since the outside air contains significantly less carbon dioxide than the exhaled air, a different reaction chemically occurs in the heating cartridge than in the presence of much CO 2 , ie the KO 2 reacts almost exclusively with the moisture contained in the outside air, whereby heat is generated.
  • the method according to the invention for heating respiratory air in a breathing apparatus by means of a heating cartridge as described above is characterized in that a temperature of 40 to 60 ° C is generated during breathing within a period of 5 to 40 minutes. In a preferred embodiment During breathing, a temperature of 45 to 50 ° C is generated within a period of 5 to 20 minutes.
  • the breathing resistance (AMV) is approx. 30 l / min.
  • the present invention further comprises a training breathing apparatus having a heating cartridge as described above, wherein the training breathing apparatus is a filter self-training breathing apparatus (FSR).
  • the exercise breathing apparatus is an oxygen self-sustaining exercise breathing apparatus (SSR training breathing apparatus).
  • FIG. 1 shows the schematic structure of an embodiment of the heating cartridge according to the invention. This is particularly suitable for a filter self-rescuer, as it is offered, for example, under the name FSR W 95 from MSA Auer.
  • a heating cartridge suitable for the dimensions of a standard FSR training device comprises 20 to 60 g KO 2 , preferably 40 g KO 2 .
  • the outer air treatment chambers 6 and 8 are located in each case at the outer ends of the heating cartridge 9 two fine sieves 4, between which a fleece 5 is embedded, which acts as a dust cover.
  • the fine sieves (4) essentially serve as support and as protection for the fleece (5).
  • knitted packages 3 are arranged in the air treatment chambers 6 and 8, which preferably consist of copper. These fabric packages 3 are used for heat storage and fixation.
  • In the middle air treatment chamber 7 is granular potassium peroxide 2 as a heat-generating material.

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  • General Health & Medical Sciences (AREA)
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Heizpatrone (9) zum Erhitzen von Atemluft in einem Trainingsatemgerät, wobei die Heizpatrone (9) Luftbehandlungskammern (6,7, 8) aufweist und sich mindestens in einer inneren Luftbehandlungskammer (7) ein wärmeerzeugendes Material (2) befindet, welches im Wesentlichen granuläres Kaliumhyperoxid (KO 2 ) ist. Ebenso betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Erhitzen von Atemluft in einem Atemgerät mittels einer Heizpatrone und ein Filterselbstretter-Trainingsatemgerät sowie ein Sauerstoffselbstretter-Trainingsatemgerät, welche die Heizpatrone enthalten.

Description

  • Die Arbeit in Bereichen wie dem Bergbau oder bei der Feuerwehr erfordert oftmals den Einsatz von Atemschutzgeräten. Diese müssen bei nicht atembarer Luft entweder Sauerstoff bereitstellen oder den Träger vor schädlichen Gasen wie Kohlenmonoxid schützen. In die letzte Gruppe fallen Filterselbstretter (FSR), welche aufgrund der in ihnen enthaltenen Filter ein Einatmen von Außenluft ermöglichen, welche bei Durchgang durch den Filter von Schadgasen befreit wird.
  • Im Gegensatz zu Sauerstoffselbstrettern (SSR), d.h. sauerstoff-erzeugenden Geräten, welche den Träger unabhängig von der Außenluft in einem geschlossenen System basierend auf seiner Ausatemluft mit Sauerstoff versorgen, stellen Filterselbstretter offene Systeme dar. Entsprechend atmet der Träger oftmals Außenluft, welche eine hohe Temperatur aufweist, beispielsweise im Falle eines Brandes, ein.
  • Eine weitere Erschwernis ist das Auftreten veränderter Atemwiderstände bei Verwendung von Selbstrettern. Um das Anlegen sowie den veränderten Atemwiderstand für den Ernstfall zu trainieren, werden oftmals Trainingsgeräte eingesetzt. Diese simulieren den erhöhten Widerstand bei Durchgang durch einen Filter. DE 35 45 439 A1 beschreibt hierfür beispielsweise den Einsatz von Ventilen.
  • Für geschlossene Systeme wie SSR's ist es bekannt, dass bei der Erzeugung des Sauerstoffs auch die Temperatur zwangsläufig steigt. Entsprechend gibt es hierfür Trainingsgeräte, welche warme Luft generieren. Beispielsweise beschreibt die DE 10 2006 644 951 B3 den Einsatz von Zeolithen als wärmeerzeugendem Material.
  • Die bekannten Filterselbstretter-Trainingsgeräte ermöglichen aber oftmals nicht die Gewöhnung an das Veratmen heißer oder sehr heißer Luft. Die DE 35 45 439 A1 verwendet für den Filter-Selbstretter-Simulator zur Erzeugung warmer Luft lediglich einen Behälter mit Natronkalk [Stoffgemisch aus Natriumhydroxid (NaOH) und Calciumhydroxid (Ca(OH)2)], mit welchem das ausgeatmete CO2 und/oder die Feuchtigkeit reagiert. Zur Wärmegewinnung wird dabei überwiegend eine zusätzliche Trocknungsschicht (imprägnierte Aktivkohle) benutzt, die vor dem Atemkalk (zur Mundstückseite) liegt. Eine vergleichbare technische Lösung, ebenfalls unter Mitwirkung von Natronkalk, ist Gegenstand der GB 2011792 A .
  • Nachteilig hierbei ist der komplizierte, da mehrschichtige Aufbau. Weiterhin sind größere Chemikalmengen erforderlich (1x 100g und 1x 50g) und die erzeugten Temperaturen sind relativ niedrig. Es sind hohe Anforderungen an die Kornverteilung der Chemikalien wegen der zu erzielenden/einzuhaltenden Atemwiderstände zu stellen.
  • Aufgabe der Erfindung war daher die Bereitstellung einer Heizpatrone für einen Filterselbstretter, welche das Training des Atmens bei heißer Außenluft unter Verwendung eines wärmeerzeugenden Materials ermöglicht, welches die oben genannten Nachteile vermeidet, ebenso wie die Bereitstellung eines entsprechenden Verfahrens zum Erhitzen von Atemluft, welches die genannten Nachteile überwindet.
  • Die Aufgabe wird gelöst durch eine Heizpatrone zum Erhitzen von Atemluft in einem Trainingsatemgerät gemäß Anspruch 1 sowie durch ein Verfahren gemäß Anspruch 2. Weitere bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen. In anderen Worten wird die Aufgabe durch eine Heizpatrone zum Erhitzen von Atemluft in einem Trainingsatemgerät gelöst, wobei die Heizpatrone Luftbehandlungskammern aufweist und sich mindestens in einer inneren Luftbehandlungskammer ein wärmeerzeugendes Material befindet, welches im Wesentlichen granuläres Kaliumhyperoxid (KO2) ist. "Im Wesentlichen granuläres Kaliumhyperoxid (KO2)" bedeutet, dass dem KO2 keine weiteren Stoffe wie andere wasserbindende oder reaktive Stoffe zugesetzt werden. Geringe Beimengungen wie beispielsweise Verunreinigungen mit einem Gehalt von weniger als 1 Gew.-%, die im Wesentlichen nicht zur Reaktion beitragen, können enthalten sein. Im Optimalfall ist ausschließlich reines KO2 enthalten.
  • Bei einem Filterselbstretter-Trainingsatemgerät verlässt die Außatemluft das Gerät direkt über das Ausatemventil. Eingeatmet wird Außenluft, welche bei Durchgang durch die erfindungsgemäße Heizpatrone erwärmt wird. Da die Außenluft deutlich weniger Kohlendioxid als die Ausatemluft enthält, läuft in der Heizpatrone chemisch eine andere Reaktion als bei Anwesenheit von viel CO2 ab, d.h. das KO2 reagiert nahezu ausschließlich mit der in der Außenluft enthaltenen Feuchtigkeit, wobei Wärme erzeugt wird.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zum Erhitzen von Atemluft in einem Atemgerät mittels einer Heizpatrone wie oben beschrieben ist dadurch gekennzeichnet, dass beim Atmen innerhalb eines Zeitraums von 5 bis 40 Minuten eine Temperatur von 40 bis 60°C erzeugt wird. In einer bevorzugten Ausführungsform wird beim Atmen innerhalb eines Zeitraums von 5 bis 20 Minuten eine Temperatur von 45 bis 50°C erzeugt. Der Atemwiderstand (AMV) beträgt ca. 30 l/min.
  • Die vorliegende Erfindung umfasst weiterhin ein Trainingsatemgerät mit einer Heizpatrone wie oben beschrieben, wobei das Trainingsatemgerät ein Filterselbstretter-Trainingsatemgerät (FSR-Trainingsatemgerät) ist. In einer anderen bevorzugten Ausführungsform des Trainingsatemgeräts mit einer Heizpatrone wie oben beschrieben ist das Trainingsatemgerät ein Sauerstoffselbstretter-Trainingsatemgerät (SSR-Trainingsatemgerät).
  • Eine Ausführungsform der Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert. Fig. 1 zeigt den schematischen Aufbau einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Heizpatrone. Diese ist insbesondere geeignet für einen Filterselbstretter, wie er beispielsweise unter der Bezeichnung FSR W 95 von der Firma MSA Auer angeboten wird. Eine für die Dimensionen eines Standard-FSR-Trainingsgeräts geeignete Heizpatrone umfasst 20 bis 60 g KO2, vorzugsweise 40 g KO2.
  • Abgebildet ist eine Schnittansicht der Heizpatrone 9 mit einem Gehäuse 1, welches in drei Luftbehandlungskammern 6, 7 und 8 unterteilt ist. In den äußeren Luftbehandlungskammern 6 und 8 befinden sich jeweils an den äußeren Enden der Heizpatrone 9 zwei Feinsiebe 4, zwischen die ein Vlies 5 eingebettet ist, welches als Staubschutz fungiert. Die Feinsiebe (4) dienen im Wesentlichen der Halterung und als Schutz für das Vlies (5). In Richtung zur mittleren Luftbehandlungskammer 7 sind Gestrickpakete 3 in den Luftbehandlungskammern 6 und 8 angeordnet, welche vorzugsweise aus Kupfer bestehen. Diese Gestrickpakete 3 dienen der Wärmespeicherung und Fixierung. In der mittleren Luftbehandlungskammer 7 befindet sich granuläres Kaliumhyperoxid 2 als wärmeerzeugendes Material.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Gehäuse
    2
    Granuläres Kaliumhyperoxid
    3
    Kupfer-Gestrickpaket(e)
    4
    Feinsieb(e)
    5
    Vlies(e)
    6
    Luftbehandlungskammer
    7
    Luftbehandlungskammer
    8
    Luftbehandlungskammer
    9
    Heizpatrone

Claims (6)

  1. Heizpatrone (9) zum Erhitzen von Atemluft in einem Trainingsatemgerät, wobei die Heizpatrone (9) Luftbehandlungskammern (6,7, 8) aufweist und sich mindestens in einer inneren Luftbehandlungskammer (7) ein wärmeerzeugendes Material (2) befindet, dadurch gekennzeichnet, dass das wärmeerzeugende Material im Wesentlichen granuläres Kaliumhyperoxid (KO2) ist.
  2. Verfahren zum Erhitzen von Atemluft in einem Atemgerät mittels einer Heizpatrone nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass beim Atmen innerhalb eines Zeitraums von 5 bis 40 Minuten eine Temperatur von 40 bis 60°C erzeugt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass beim Atmen innerhalb eines Zeitraums von 5 bis 20 Minuten eine Temperatur von 45 bis 50°C erzeugt wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizpatrone (9) nur von der eingeatmeten Außenluft durchströmt wird.
  5. Trainingsatemgerät mit einer Heizpatrone (9) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Trainingsatemgerät ein Filterselbstretter-Trainingsatemgerät (FSR-Trainingsatemgerät) ist.
  6. Trainingsatemgerät mit einer Heizpatrone (9) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Trainingsatemgerät ein Sauerstoffselbstretter-Trainingsatemgerät (SSR-Trainingsatemgerät) ist.
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